[發明專利]一種自適應提高模擬輸出角度的絕對測量精度的方法

有效

• 申請號: 201410169528.1
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103900463A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 賈曉東;吳小鋒
• 申請（專利權）人: 江西省智成測控技術研究所有限責任公司
• 主分類號: G01B7/30
• 分類號: G01B7/30
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張文

1.一種自適應提高模擬輸出角度的絕對測量精度的方法,其特征在于：

A、把角度測量電路安裝在標準角度源上，并把標準角度源調整到待測角度的起點位置，即測量角度的起點；標準角度源發出讀取機械角度數字值和緩存標準角度的第一觸發信號Tr1分別送至讀角度數字值模塊和標準角度緩存模塊；在第一觸發信號Tr1的觸發下，讀角度數字值模塊通過第一數字串行口從磁編碼器中的角度數字值寄存器中讀取起點的測量角度數字值，并把緩存至角度數字值緩存模塊；同時，標準角度源把起點的標準角度緩存至標準角度緩存模塊；把標準角度源調整到待測角度的終點位置，即測量角度的終點，并準備就緒后，標準角度源再次發出第一觸發信號Tr1，在第一觸發信號Tr1的觸發下，讀角度數字值模塊通過第一數字串行口從磁編碼器中的角度數字值寄存器讀取終點的測量角度數字值Ae(Ae>As)，并把Ae緩存至角度數字值緩存模塊；同時，標準角度源把終點的標準角度De(De>Ds)緩存至標準角度緩存模塊；

B、在第一觸發信號Tr1的觸發下得到的起點的測量角度數字值As和終點的測量角度數字值Ae后，由乘加法運算模塊按照下面的公式計算出參考偏移量OFFSET_Ref和參考增益GAIN_Ref；

公式中ROUNDDOWN為向下取整函數；

C、把參考偏移量OFFSET_Ref和參考增益GAIN_Ref由寫偏移量和增益模塊通過第二數字串行口寫入磁編碼器內部的偏移量和增益寄存器，并完成把磁編碼器設置成模擬輸出工作模式，等待第二觸發信號Tr2；

D、把標準角度源調整到待測角度的起點位置并準備就緒后，標準角度源發出第二觸發信號Tr2和第三觸發信號Tr3；在第二觸發信號Tr2的觸發下，電壓采集模塊開始工作，采集磁編碼器輸出的模擬電壓V_A得到數字電壓V_D，并把數字電壓V_D緩存至數據記錄模塊；在第三觸發信號Tr3的觸發下，標準角度源的標準角度D被緩存至數據記錄模塊，完成一次數據測量；

E、在測量角度的起點和終點的范圍內，以機械角度約2°的間隔均勻地完成數字電壓V_D和標準角度D的數據測量，并緩存至數據記錄模塊；假設在這個過程中進行了次數據的測量和緩存；

F、完成待測量角度的起點和終點的范圍內的數據測量和緩存后，進入遍歷計算模塊；遍歷計算模塊詳細的過程如下：

ａ、根據步驟E中測量和和緩存的數據——數字電壓V_D和標準角度D計算出在步驟E中各標準角度下的磁編碼器理論計算出的角度數字值，

式中：為數據記錄模塊中的第個標準角度下輸出的數字電壓；

b、設定一個偏移量門限GATE_OFFSET和一個增益門限GATE_GAIN，由公式：

計算出在由偏移量門限和增益門限構成的二維空間內根據磁編碼器理論計算出的角度數字值下的理論輸出電壓：

；

然后，按照下述公式計算出絕對角度測量誤差

式中，

數據記錄模塊中的第個標準角度；

?????G、比較選擇模塊負責處理絕對角度測量誤差，過程如下：

ａ、對每次過程測量搜索，搜索出每次過程測量的絕對誤差最大值；

b、在個過程測量的絕對誤差最大值

中搜索最小值，由絕對測量誤差最小原則得到最得最優偏移量OFFSET_M和最優增益GAIN_N；

c、選擇OFFSET_M和GAIN_N作為最優偏移量OFFSET_Opt和最優增益GAIN_Opt，發送至寫偏移量和增益模塊；

?????H、寫偏移量和增益模塊把最優偏移量OFFSET_Opt和最優增益GAIN_Opt代替參考偏移量OFFSET_Ref和參考增益GAIN_Ref，由寫偏移量和增益模塊通過第二數字串行口寫入磁編碼器內部的偏移量和增益寄存器，完成對磁編碼器的設置；磁編碼器輸出的測量的機械角度由其數模轉換模塊輸出的模擬電壓V_A表示，機械角度下述公式計算出，

或

???。